Fosforilaciónoxidante

Definición

Es la síntesis de ATP impulsada por latransferencia de electrones al oxígeno einvolucra la reducción de O2 a H2O.

NADH + H+ + ½ O2 → NAD+ + H2OFADH2 + ½ O2 → FAD + H2O

ADP + Pi → ATP + H2O

*Entre paréntesis se observa el número de subunidades equivalentes enbacterias.

RotenonaSe obtiene de las plantas del género derris(Derris elliptica y Lonchocarpus utilis)

AmitalSe obtiene sintéticamente, es uncompuesto analgésico, sedante-hipnótico,también llamado “suero de la verdad”

NADH + H+

NAD+

FMN

FMNH2

Fe-S reducido(2+)

Fe-S oxidado(3+)

Q

QH2

NADH-Q reductasaNADH deshidrogenasa

E0’ -0.32 -0.30 +0.045

Succinato

Fumarato

FAD

FADH2

Q

QH2

Succinato-Q reductasaSuccinato deshidrogenasa

Fe-S reducido(2+)

Fe-S oxidado(3+)

Ubiquinona:citocromo c oxidoreductasaComplejo citocromo bc1

Cit b (2+)

Fe-S (2+)

Fe-S (3+)

Q

QH2

Cit b (3+) Q●-

Q

Cit c1 (2+)

Cit c1 (3+)

Cit c (2+)

Cit c (3+)

E0’0.045 0.22 0.254

0.077

4 CuA (1+) 4 Cit a3 (2+)

4 Cit a3 (3+)

Citocromo oxidasaCOX IV

4 CuA (2+)

O2

2 H2O4 Cit c (2+)

4 Cit c (3+) 4 CuB (2+)

4 CuA (1+)

E0’ 0.254 0.35 0.81

Ejercicio 1. Efecto de la rotenona y antimicina A

La rotenona y la antimicina A inhiben fuertemente laNADH deshidrogenasa y la oxidación del ubiquinol,respectivamente en insectos y peces.

a) ¿Por qué la ingesta de rotenona es letal para algunasespecies de peces?

b) ¿Por qué la antimicina A es un veneno?

c) Dado que la rotenona y antimicina son igualmenteeficaces en el bloqueo de sus respectivos sitios en lacadena respiratoria, ¿Cuál podría ser un veneno máspotente?

H+

H+

Espacio intermembranal Matriz mitocondrial

Membrana internamitocondrial

2,4-dinitrofenol

pKa = 4.08

Músculo esquelético y cerebro

Hígado, riñón y corazón

Ejercicio 2. El sistema transportador malato-α-cetoglutarato.El sistema transportador que comunica a malatoy α-cetoglutarato a través de la membranainterna mitocondrial es inhibida mediante n-butilmalonato. Suponga que se adiciona n-butilmalonato a una suspensión aeróbica decélulas de riñón que usan glucosa como únicafuente de energía. Prediga el efecto de esteinhibidor en:

a) Glicólisisb) Consumo de oxígenoc) Formación de lactatod) Síntesis de ATP

Ejercicio 3. Suministro de NAD+ y laactividad deshidrogenasa.

¿Por qué la piruvato deshidrogenasa y lagliceraldehído 3-fosfato deshidrogenasa,que utilizan NAD+ como aceptor deelectrones, no compiten por el mismosuministro de esta coenzima?

Ejercicio 4. Compartamentalización delos componentes del ciclo de Krebs.

La isocitrato deshidrogenasa se encuentraúnicamente en la mitocondria, pero la malatodeshidrogenasa se encuentra tanto encitosol como en la mitocondria. ¿Cuál es elpapel de la malato deshidrogenasa que seencuentra en el citosol?

*3 ATP en músculo esquelético y cerebro*5 ATP en hígado, riñón y corazón

1 NADH (intramitocondrial) produce 2.5 ATP

1 FADH2 produce 1.5 ATP

Ejercicio 5. Consumo de oxígeno durante elejercicio

Un adulto sedentario consume cerca de 0.05 L de O2en 10 segundos. Un velocista corre 100 m y consumeaproximadamente 1 L de O2 en 10 segundos. Despuésde que termina de correr, el velocista continuaconsumiendo una tasa elevada por algunos minutos,4 L de O2 por encima de la cantidad consumida por elindividuo sedentario.a) ¿Por qué el consumo de O2 aumenta drásticamentedurante la carrera?

b) ¿Por qué la demanda de O2 se mantiene altadespués de que la carrera ha terminado?